(57)【要約】  構造物を検査するために１つまたは複数のモータと、１つまたは複数の非破壊試験データ収集装置と、電磁石とを備える無人航空機（ＵＡＶ）を使用することができ、ＵＡＶを構造物に接近させて、検査すべき構造物に対してＵＡＶが所定の距離にあるときに電磁石を作動することにより、ＵＡＶを構造物に磁気的に付着させることができる。ＵＡＶは、電磁石が検査すべき構造物に磁気的に付着することを可能にするために構造物に十分に近づけられると、非破壊試験データ収集装置が検査すべき領域の近位に配置されるように、検査すべき領域の近位において電磁石を使用して構造物に対して固定され得る。次いで、非破壊試験データ収集装置を使用して、データが収集され得る。
2019509935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．ハウジング（１０）と、
ｂ．前記ハウジングに取り付けられたモータ（２０）と、
ｃ．前記ハウジングの下面に搭載された非破壊試験データ収集装置（５０）と、
ｄ．前記ハウジングの所定の部分（１２）に近接して搭載された電磁石（６０）と、
ｅ．前記ハウジングに取り付けられた航法センサ（４０）と、
ｆ．前記モータ、前記電磁石、およびカメラと動作可能に通信する制御装置（８０）と、
ｇ．前記ハウジングに接続され、かつ、前記制御装置、前記カメラ、および前記データ収集装置と動作可能に通信する無線周波（ＲＦ）リンク（７０）と、
を備える、無人航空機（ＵＡＶ）（１００）。
【請求項２】
前記モータが、プロペラを含む、請求項１に記載の無人航空機（ＵＡＶ）。
【請求項３】
前記非破壊試験データ収集装置が、ＮＤＴセンサを含む、請求項１に記載の無人航空機（ＵＡＶ）。
【請求項４】
前記非破壊試験データ収集装置が、ＮＤＴプローブを含む、請求項１に記載の無人航空機（ＵＡＶ）。
【請求項５】
前記無線周波（ＲＦ）リンク（７０）が、前記ハウジング内に少なくとも部分的に配置されるか、前記ハウジングの外表面に関して配置されるか、または完全に前記ハウジング内に配置される、請求項１に記載の無人航空機（ＵＡＶ）。
【請求項６】
ハウジングと、前記ハウジングの所定の部分（１２）に取り付けられたモータと、前記ハウジングの下面に搭載された非破壊試験データ収集装置と、前記ハウジングの所定の部分（１２）に近接して搭載された電磁石と、前記ハウジングに取り付けられた航法センサと、前記モータ、前記電磁石、および前記航法センサと動作可能に通信する制御装置と、前記ハウジングに接続され、かつ、前記制御装置、カメラ、および前記データ収集装置と動作可能に通信する無線周波（ＲＦ）リンクと、を備える無人航空機（ＵＡＶ）（１００）を使用して構造物を検査する方法であって、
ａ．前記モータを使用して、調査すべき構造物（２００）の近位に前記ＵＡＶを移動させるステップであって、前記構造物が、磁気的に付着可能な表面を備える、ステップと、
ｂ．検査すべき前記構造物に前記電磁石が磁気的に付着することを可能にするために、前記ＵＡＶを操縦して前記構造物に十分に接近させるステップと、
ｃ．前記ＵＡＶが検査すべき前記構造物から所定の距離にあるときに前記電磁石を作動させるステップと、
ｄ．前記電磁石を使用して前記ＵＡＶを前記構造物に対して固定するステップと、
ｅ．前記非破壊試験データ収集装置が検査すべき領域に近接して配置されるように、前記モータを使用して前記ＵＡＶハウジングを検査すべき前記領域の近位で前記構造物に対してさらに位置決めするステップと、
ｆ．前記非破壊試験データ収集装置を使用してデータを収集するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記収集されたデータを前記ＲＦリンクを介して送信するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記航法センサを使用して、オペレータが所定の機能を実行するのを支援するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記所定の機能が、所定の位置まで前記ＵＡＶを操縦すること、または航法センサに基づく前記構造物の検査を実施して前記構造物の非破壊試験検査を補完することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
十分な読取り値が得られた時点で前記モータを使用して前記ＵＡＶを実質的に水平な位置に戻すステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記モータが、前記ＵＡＶの所定の位置に取り付けられたプロペラを含み、前記方法が、検査すべき前記領域の近位で前記ＵＡＶハウジングを前記構造物に対してさらに位置決めするのに十分な推力を提供するように前記プロペラを回転させることにより、検査すべき前記領域の近位で前記ＵＡＶハウジングを前記構造物に対してさらに位置決めするために、前記モータを使用するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
十分な読取り値が得られた時点で前記ＵＡＶを実質的に水平な位置にするために前記プロペラの前記推力を逆にするステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ａ．データが収集された後で前記電磁石を作動停止して前記ＵＡＶが前記構造物から離れることを可能にするステップと、
ｂ．前記ＵＡＶがもはや前記構造物に付着されていなくなった時点で、前記モータを使用して前記ＵＡＶを前記構造物から離れる方向に飛行させるステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年３月１８日に出願され「Ｕｓｅ  Ｏｆ  Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅｓ  Ｆｏｒ  ＮＤＴ  Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ」と題された米国特許仮出願第６２／３１０，４８４号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機（ＵＡＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ  ａｅｒｉａｌ  ｖｅｈｉｃｌｅ）は、海上設備の目視検査のために使用される。より徹底した検査のための接近は、ロープで接近するチーム（rope access team）の利用を必要とするが、そのようなチームを利用することは、人員への危険性を増加させ、より多くの時間がかかって費用を増大させ、かつ、天候に制限される。ロープで接近するチームにより通常行われる非破壊試験（ＮＤＴ：ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｔｅｓｔｉｎｇ）検査を行うＵＡＶの能力は、人員への危険性を低下させ、より迅速に達成されて、結果的に全体的な費用をより安くする。
【０００３】
本明細書において提供される図面は、本発明の様々な実施形態を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】検査すべき構造物に関連する、請求項に係る発明の例示的な実施形態の部分的な斜視図である。
【図２】請求項に係る発明の例示的な実施形態の部分的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図１および２を参照すると、無人航空機（ＵＡＶ）１００は、非破壊試験（ＮＤＴ）検査を実施するのに有用である。固定翼のＵＡＶとして示されているが、ＵＡＶ１００は、複数の推進システムを使用するものなどの、任意の適切な設計であってよい。
【０００６】
ＵＡＶ１００は、典型的にはハウジング１０を備え、ハウジング１０は、典型的には、機体１２と、ハウジング１０に取り付けられるかもしくは少なくとも部分的にハウジング１０内に配置され得るかまたは便利な位置に取り付けられるかもしくは便利な位置に配置され得るモータ２０と、機体１２に、例えば下面１１に搭載された１つまたは複数のセンサ３０および／またはプローブ３１と、カメラを含むことができる１つまたは複数の航法センサ４０と、機体１２に、例えば下面１１に搭載された１つまたは複数の非破壊試験データ収集装置５０と、機体１２上に、機体１２内に、または部分的に機体１２内に搭載された１つまたは複数の電磁石６０と、無線周波（ＲＦ）リンク７０と、を備える。制御装置８０が、完全にハウジング１０内に配置されない場合には、典型的には少なくとも部分的にハウジング１０内に配置され、かつ、センサ３０および／またはプローブ３１、航法センサ４０、非破壊試験データ収集装置５０、電磁石６０、およびＲＦリンク７０と動作可能に通信する。
【０００７】
単一の中央推進システムを用いて示されているが、１つもしくは複数のプロペラおよび／または１つもしくは複数の空気推進ユニットに取り付けられた１つまたは複数のモータを含む、より多くの従来の推進システムが、モータ２０のために使用され得る。モータ２０は、固定翼のＵＡＶのためのハウジング１０の後方部分または多重推進のＵＡＶの周辺部などの便利な位置に配置された電気モータ、燃料電池駆動モータ、ガスモータ、プロペラ、ジェットモータ、等、またはそれらの組合せを含み得る。いくつかの実施形態では、ハウジング１０は、ハウジング２１を貫通するモータポート２１を備え、モータ２０は、モータ２０によって操作される空気流がモータポート２１を通り抜けることを可能とするように、配置される。
【０００８】
典型的には、センサ３０および／またはプローブ３１は、非破壊試験（ＮＤＴ）センサまたはプローブを含む。
【０００９】
存在するのであれば、１つまたは複数の航法センサ４０は、典型的には、カメラのような、しかしこれに限定されない、ＵＡＶ１００を所定の位置まで操縦することおよび／または目視検査を実施して他の検査を補完することにおいてオペレータを支援するために使用され得る種類のものである。
【００１０】
ＮＤＴ試験データ収集装置５０は、典型的には、ＮＤＴセンサおよび／またはＮＤＴプローブを含む。
【００１１】
電磁石６０は、機首１２に近接して、ＵＡＶ１００の後方部分に近接して、またはそれらの組合せで、ハウジング１０上またはハウジング１０内に搭載され得る。非固定翼のＵＡＶでは、電磁石６０は、任意の有利な箇所に搭載され得る。
【００１２】
ＲＦリンク７０は、典型的には、ハウジング１０に接続され、かつ、１つまたは複数の航法センサ４０およびＮＤＴ試験データ収集装置５０と動作可能に通信するが、例えば、ＲＦリンク７０は、ハウジング１０の外側部分に関して（about an outer portion of housing 10）、少なくとも部分的にハウジング１０内で、または完全にハウジング１０内で、接続され得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、ＡＤＳ−Ｂアウトトランスポンダ（ADS-B out transponder）などの１つまたは複数の位置トランスポンダ（position transponder）８０が、ハウジング１０内、ハウジング１０上、または部分的にハウジング１０内の有利な位置に配置されて、衝突回避目的のために近くの航空機などにＵＡＶ１００の現在位置を送信し得る。
【００１４】
好ましい実施形態の操作においては、図１をさらに参照すると、１つまたは複数のモータ２０を使用して、調査すべき構造物２００の近位にＵＡＶ１００を移動させること、例えば飛行させることにより、磁気的に付着可能な表面領域を備える構造物２００が、上述のようにＵＡＶ１００を使用して検査され得る。ＵＡＶが構造物２００に十分に近づくと、ＵＡＶ１００が構造物２００に接近するにつれて電磁石６０が作動され、また、ＵＡＶ１００は、電磁石６０が構造物２００に付着してＵＡＶ１００を構造物２００に固定するのを可能にするために、構造物２００に十分に接近させられ得る。
【００１５】
ＵＡＶ業者には明らかになるであろうように、制御装置７０は、例えばある種のコンピュータまたはプログラム可能フィールドアレイ論理（programmable field array logic）等であり、そのような制御装置７０は、記憶された命令、ＲＦリンク６０を介してオペレータからリアルタイムで受信した命令等、またはそれらの組合せを介して、センサ３０および／またはプローブ３１、航法センサ４０、非破壊試験データ収集装置５０、電磁石６０、ならびにＲＦリンク６０と動作可能に通信しかつそれらを制御することができる。
【００１６】
次いで、モータ２０は、非破壊試験データ収集装置５０が検査すべき領域に近接して配置されるように、ハウジング１０を検査すべき領域の近位で構造物２００に対してさらに位置決めするために使用され得る。所定の機能には、ＵＡＶ１００を所定の位置まで操縦すること、センサに基づく構造物２００の検査、例えば目視検査等を実施して構造物２００の非破壊試験検査を補完すること等、またはそれらの組合せを含み得る。そのような場合、航法センサ４０は、ＵＡＶ１００を所定の位置まで操縦するにあたってオペレータを支援するため、および／またはＮＤＴ検査を補完するための検査を実施する助けになるために、使用され得る。
【００１７】
所定の位置に着くと、非破壊試験データ収集装置５０、センサ３０、および／またはプローブ３１を使用して、データが収集され得る。
【００１８】
収集されたデータは、ＲＦリンク６０などを介して遠隔地および／またはオペレータに送信され得る。
【００１９】
十分なデータのセットが得られると、１つまたは複数のモータ２０が、ＵＡＶ１００を実質的に水平な位置に戻すために使用され得る。そのときに、すなわち十分なデータが収集されたときに、電磁石６０は、ＵＡＶ１００を構造物２００から離れさせるために作動停止されてもよく、また、１つまたは複数のモータ２０は、ＵＡＶ１００を構造物２００から離れる方向に飛行させるために使用されてもよい。
【００２０】
モータ２０が後部プロペラを含む場合、モータ２０は、検査すべき領域の近位などでハウジング１０を構造物２００に対してさらに位置決めするのに十分な推力を提供するように後部プロペラを回転させることによりハウジング１０を構造物２００に対してさらに位置決めするために、使用され得る。必要に応じて、モータ２０の推力、例えばそのプロペラの推力は、十分なデータが得られた時点で、ＵＡＶ１００を実質的に水平な位置に導くために逆にされ得る。
【００２１】
本発明の上述の開示および説明は、実例および解説のためのものである。大きさ、形状、および材料における様々な変更、ならびに実例となる構造および／または実例となる方法の詳細における様々な変更が、本発明の精神から逸脱することなくなされ得る。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ハウジング
１１  下面
１２  機体、機首
２０  モータ
２１  モータポート
３０  センサ
３１  プローブ
４０  航法センサ
５０  非破壊試験データ収集装置
６０  電磁石
７０  無線周波（ＲＦ）リンク
８０  制御装置、位置トランスポンダ
１００  無人航空機（ＵＡＶ）
２００  構造物
【図１】
2019509935.tif 000003
【図２】
2019509935.tif 000004
【国際調査報告】
2019509935.tif 000005